Por qué es importante: Investigadores del Berkeley Lab han creado el mapa 3D más grande del universo, con una precisión del 1 por ciento. Pero lo que descubrieron tiene implicaciones sorprendentes y plantea interrogantes sobre todo lo que la ciencia sabe sobre el universo, empezando por la premisa de que tal vez la energía oscura no sea constante a lo largo del tiempo como se pensaba anteriormente.
En los últimos años, el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI, un instrumento de investigación científica para realizar estudios astronómicos espectrográficos de galaxias distantes, ha mapeado la distancia a 35 millones de galaxias y 2,4 millones de quásares en un tercio del área del cielo.
En condiciones ideales, DESI recorre un nuevo conjunto de 5.000 galaxias cada 20 minutos, o más de 100.000 galaxias por noche, explican los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), que gestiona el proyecto.
Son años de 5.000 posicionadores robóticos apuntando con los ojos de fibra óptica de DESI a conjuntos preseleccionados de galaxias para medir sus espectros, a partir de los cuales se puede medir cuánto se expandió el universo a medida que la luz de ellas viajaba a la Tierra. ¿Y el resultado final? Bueno, aún no hemos llegado a ese punto, pero los investigadores del Laboratorio Berkeley han logrado un hito importante: el mapa 3D más grande del universo jamás creado y el más preciso, con una precisión superior al 1 por ciento.
O más específicamente, la precisión general de DESI sobre la historia de la expansión del universo a lo largo de 11 mil millones de años es del 0,5 por ciento, y la época más distante, que abarca entre 8 y 11 mil millones de años, tiene una precisión récord del 0,82 por ciento.
Ahora que la luz de estos objetos lejanos en el espacio llega al DESI, los científicos pueden mapear el cosmos tal como era en su juventud, descubriendo así uno de los mayores misterios de la física: la energía oscura, los ingredientes desconocidos que hacen que el universo se expanda más rápido. y más rápido.
El mapa confirma que la expansión del universo se está acelerando, dicen los científicos, y también plantea la posibilidad de que la energía oscura no sea constante a lo largo del tiempo como se había sugerido anteriormente.
«Lo que estamos viendo son algunos indicios de que en realidad ha estado cambiando con el tiempo, lo cual es bastante emocionante porque no es lo que parecería el modelo estándar de una energía oscura constante cosmológica», dijo el Dr. Seshadri Nadathur, coautor del estudio. trabajo e investigador principal en el Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth, dijo El guardián.
Lo que esto podría significar es que los científicos podrían tener que empezar de cero en su comprensión del universo, dijo a The Guardian el profesor Carlos Frenk, de la Universidad de Durham y coautor de la investigación. Esto incluye «revisar nuestra comprensión de la física básica, nuestra comprensión del Big Bang en sí y nuestra comprensión del pronóstico a largo plazo para el universo».
Los investigadores compartieron el análisis de su primer año de datos recopilados en varios papeles y en charlas en la reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Estados Unidos y en los Rencontres de Moriond en Italia.
Con un año de datos, los investigadores ya pueden medir la historia de la expansión del universo en siete segmentos diferentes del tiempo cósmico, cada uno con una precisión del 1 al 3 por ciento, dice Nathalie Palanque-Delabrouille, científica del Laboratorio Berkeley y coportavoz de el experimento.
Esto es lo que ven los investigadores mientras estudian el mapa de DESI: cadenas de galaxias agrupadas, separadas por vacíos con menos objetos. Es todo un contraste con el universo primitivo, que era una sopa densa y caliente de partículas subatómicas que se movían demasiado rápido para formar materia estable, explican. Entre esas partículas se encontraban los núcleos de hidrógeno y helio, llamados colectivamente bariones.
Pequeñas fluctuaciones en este plasma ionizado temprano causaron ondas de presión, moviendo a los bariones en un patrón de ondas. A medida que el universo se expandió y enfrió, se formaron átomos neutros y las ondas de presión se detuvieron, congelando las ondas en tres dimensiones y aumentando la agrupación de futuras galaxias en las áreas densas. Miles de millones de años después, todavía podemos ver este tenue patrón de ondas o burbujas tridimensionales en la separación característica de las galaxias, una característica llamada Oscilaciones Acústicas Bariónicas (BAO).
Al medir el tamaño aparente de estas burbujas, los investigadores pueden determinar las distancias a la materia responsable de este patrón extremadamente tenue en el cielo. Mapear las burbujas de BAO tanto cerca como lejos permite a los investigadores dividir los datos en partes, medir qué tan rápido se expandió el universo en cada momento de su pasado y modelar cómo la energía oscura afecta esa expansión.
